能夠降低85%的能耗,IBM和三星的新晶片設計為什麼這麼厲害
董子博 / 何渝婷編譯
2021-12-16 10:00

IBM和三星在半導體設計上再取得新進展!

據這兩家公司稱,他們研發出了一種在晶片上垂直堆疊電晶體的新設計,而在之前的設計中,電晶體是被平放在半導體表面上的。

新的垂直傳輸場效應電晶體 (VTFET) 設計,旨在取代當前用於當今一些最先進晶片的FinFET技術,並能夠讓晶片上的電晶體分布更加密集。

這樣的佈局將讓電流在電晶體堆疊中上下流動,而在目前大多數晶片上使用的設計中,電流則是水平流動的。

半導體的垂直設計開始已久,並從現在通用的FinFET技術中獲得了一定的靈感。據悉,儘管其最初的工作重點是晶片組件的堆疊而不是優化電晶體的排布,英特爾未來將主要朝著這個方向進行開發與設計。當然這也有據可循,當平面空間已經更難讓電晶體進行堆疊時,唯一真正的方向(除了物理縮小晶體管技術)是向上。

雖然我們距離實際消費類晶片中使用VTFET設計還有很長的路要走,但英特爾和三星兩家公司正強勢發聲。他們指出,VTFET晶片可以讓設備「性能提高兩倍或能源使用減少85%」。

IBM和三星還雄心勃勃地提出了一些大膽的想法,比如「手機充一次電用一週」。這能讓能源密集型的產業能耗大幅降低,比如數據加密;同時,這項技術甚至也可以為更強大的物聯網設備甚至太空飛行器賦能。

IBM此前曾在今年早些時候展示過它的首款2nm晶片。該晶片採用了與之前不同的方式來填充更多電晶體,方法是使用現有的FinFET設計擴大可以安裝在晶片上的數量。

然而,VTFET技術則是更進一步,儘管距離我們看到使用這項技術的晶片面世還有很長一段時間。

然而IBM也不是唯一一家展望未來生產的公司,英特爾在今年夏天公表了其即將推出的RibbonFET(英特爾首款全環柵電晶體)設計,這是其在FinFET技術上獲得的專利。

這項技術將成為英特爾20A代半導體產品的一部分,而20A代晶片則計劃於2024年開始量產。最近,IBM還宣布了自己的堆疊電晶體技術計劃,並將其作為RibbonFET未來的次世代產品。

本文為雷鋒網授權刊登,原文標題為「能夠降低85%的能耗,IBM和三星的新芯片設計為什麼這麼牛?